丙烯制冷壓縮機能耗的有效管控途徑分析

王曉云

摘 要：工業制冷技術的發展，使得國內制冷壓縮機行業開始崛起，并廣泛應用于工業生產之中。制冷壓縮機不僅能夠降溫，同時還能夠起到散熱冷卻以及恒溫控溫等方面的作用，而丙烯制冷壓縮機是其制冷效果的主要保障，但其卻存在著能源消耗過大的問題，需要進行完善。通過對丙烯壓縮制冷機的介紹，分析出其能源消耗過大的主要原因，進而探索出能源控制與管理有效手段，旨在降低丙烯制冷壓縮機能源消耗，保證該設備的持續性發展。

關鍵詞：冷劑；丙烯制冷壓縮機；出口壓力；能耗管理

為響應節能環保號召，有效降低工業生產成本，業內人士一直在對丙烯壓縮制冷機能源消耗問題進行著研究與探索，希望能夠通過科學分析，找到該制冷機能源消耗主要原因，并能夠結合工業生產實際需求，找到能源消耗的有效控制方式以及管理方法，從而達到降低丙烯冷劑消耗成本，保證企業經濟收益的目的。為保證該研究順利進行，獲得較為理想的研究結果，相關人員首先應對丙烯壓縮制冷機進行明確。

1 丙烯制冷壓縮機

在制冷系統中，制冷壓縮機有著極為重要的作用，屬于系統核心部分，其特征、性能與系統制冷效果有著直接關聯。就某種層面而言，壓縮機所具能力可以在制冷系統設計與匹配程度中得到直接呈現。也正是因為制冷壓縮機所具有的重要作用，國內外都加大了對該設備的研究力度，研究工作開展極為順利，新研究成果以及研究方向也在不斷涌現，制冷壓縮機技術與性能得到了實質性的提升。目前壓縮機的種類相對較多，按照工作原理，其可以分為變排量壓縮機與定排量壓縮機兩種，而常用制冷劑有丙烯、乙烯、氮以及丙烷等。其中運用丙烯進行制冷時的總壓比相對較小，在多變壓縮氣體之中，溫度變化狀態也并不明顯，整體氣體絕熱系數相對較小，通常會對出口溫度進行一級壓縮，而溫度會被控制在100℃之內。同時因為上述多級壓縮過程中，低壓部分出口溫度都會保持在40℃以下，因此一般不會運用段間冷卻的方式進行丙烯壓縮制冷，會通過閃蒸氣化的方式，對制冷循環經濟利用水平進行提升。

2 丙烯制冷壓縮機能耗過大原因分析

2.1 冷劑消耗量較大

丙烯冷劑消耗量過大的原因，主要體現在以下幾個方面：

①丙烯制冷壓縮機在運行啟動之前，需要對整個運行系統進行氮氣置換、氮氣干燥以及丙烯置換氮氣等方面的工作，也正是因為這些程序，在設備啟動前制冷系統中會存在一定數量的氮氣，而為達到預期制冷效果，需要用丙烯冷劑反復對氮氣進行置換，會直接延長置換時間，造成大量丙烯被消耗，且置換效果也無法得到保障。

②由于系統結構的特殊性，在壓縮機啟動之后，干氣密封系統中的主密封氣會由高壓氮氣逐漸轉變為工藝氣，且會進入到工藝氣系統之中，而這一過程會攜帶一部分氮氣進入到工藝系統之內，進而造成丙烯制冷效果變差。

③如果系統內部氮氣集中在壓縮機出口，會致使出口壓力數值急速上升，極易出現超壓問題，這時工作人員往往要通過在出口放火炬的方式降低壓力，以確保系統出口壓力的穩定程度，避免因高壓造成系統運行故障。但在放火炬時，氮氣無法主動進入到火炬系統之中，需要在伴隨大量丙烯的作用之下才能完成，丙烯消耗量也會進一步加大。

2.2 壓縮機與汽輪機設計余量過高

如果汽輪機的設計余量過高，就會導致壓縮機在滿負荷運行過程中，出現高調閥無法達到運用中間抽氣的標準，會造成汽輪機出現運行負荷過大，而后汽缸出現凝汽量偏高的問題；而如果壓縮機設計量過高，在滿負荷運作過程中，會按照防喘振曲線對防喘振閥進行調整，且需要保證防喘振閥開度，這時壓縮機的運轉會受到直接影響，運轉效率也會隨之降低。

2.3 出口冷凝器效果不理想

壓縮機出口的冷凝溫度與設備負荷屬于正比關系，后者會因為前者溫度的降低而減小，設備運轉效率會隨之上升。這也直接說明，冷凝器效果會對壓縮機負荷情況產生直接影響。但丙烯壓縮機的出口冷凝效果卻沒有達到預期，出口經常會出現壓力過高的情況。這種情況在夏季尤為明顯，出口壓力會比冬季上升大約0.2MPa，壓縮機超負荷狀況也較為常見。

3 丙烯制冷壓縮機能耗控制與管理策略

3.1 優化啟動過程

由于啟動過程會消耗大量丙烯冷劑，因此在對丙烯制冷壓縮機能耗進行管控時，首先需要對設備啟動過程進行優化。在具體進行優化時，工作人員需要在壓縮機進行啟動之前，對設備實施泄壓，保證系統內部壓力能夠降到最低，之后迅速添加丙烯冷劑，并在最快速度內完成設備啟動工作。通過這樣的處理，可以有效避免系統內出現大量氮氣的問題，能夠達到對置換消耗丙烯量進行節約的目標，一般通過這種方式進行啟動，可以節約100噸丙烯冷劑，能源管控效果較為明顯。

3.2 強化運行過程控制

運行過程能源消耗控制，是能耗管控工作的重要內容，在進行管控過程中，相關人員需要從三方面入手，達到最終管控目標：一方面，壓縮機在運行過程中，要通過合理手段，減小壓縮機各個階段的防喘振閥開度，并要對由出口到各段入口中的氣相丙烯流量進行限制，以便對壓縮機工作效率進行提升，保證汽輪機的工作狀態，避免其出現超負荷運作的問題，有效降低蒸汽使用量。進而達到節約能源的目標；一方面，要在設備運行或啟動時，要對丙烯冷劑純度進行合理控制，應保證冷劑純度能夠超過99.4%，以降低系統內不凝氣數量，保證壓縮機出口壓力數值；另一方面，應按照制冷要求以及壓縮機計劃檢修頻次，對閥門與法蘭等設備進行定期檢查，如果在檢查過程中發現丙烯泄露情況，要第一時間對設備進行維修與更換處理，防止丙烯冷劑浪費現象的發生。

3.3 優化運轉流程

由于目前丙烯壓縮機還處于不斷調整與改善之中，因此設備內部運行流程不合理問題也在所難免。為解決流程運轉造成的丙烯浪費問題，技術人員應按照壓縮機工作原理與預期制冷目標，對現有壓縮機運行流程進行完善。一方面可以通過外接丙烯氣相管的方式，使壓縮機啟動過程中的主密封氣獲得氣源，保證系統內部壓力能夠與密封高壓氮氣進行減壓處理之后的壓力數值相符合，這樣可以有效避免在設備啟動之前有氮氣進入到工藝系統之中；一方面應在出口冷凝器后部氣液分離罐頂的位置添加氣相管，并將其與壓縮機二段入口相連接，以完成對液態丙烯下流阻力數值進行降低的目的，同時要對冷凝器運作效果進行強化，防止壓縮機出現過負荷運轉的情況；另一方面要對出口壓力調節閥與火炬設備選型情況進行檢查，如果型號性能與相關標準不符，應及時對其進行更換，并要對閥門密封等級進行提升，有效避免丙烯泄露的情況出現，達到良好的能耗控制效果。

3.4 透平節能優化

蒸汽透平是丙烯制冷壓縮機的驅動動力，是壓縮機的重要組成部分，對其能源消耗情況進行控制，也能達到對壓縮機消耗能源進行管控的效果。在實施透平節能優化方案時，技術人員通常會通過對高壓缸透平進行改造以及強化設備氣密性的方式，完成預期優化任務。在改造過程中，因為抽氣溫度對于高壓缸的作用較為明顯，因此可以通過對抽氣溫度進行控制的方式，對其運轉耗能進行降低，進而達到預期減排效果。而在進行透平氣密性強化過程中，要對各零部件密封性進行檢查，并要將該項工作歸入壓縮機日常管理工作項目中，應加強對真空噴射器以及凝汽器的檢查力度，并要通過灌水檢漏以及其他手段，對系統氣密性進行檢查，以便相關人員及時對其進行處理。

4 結束語

通過本文對丙烯制冷壓縮機相關內容的論述，使我們對丙烯制冷壓縮機能耗問題有了更加深入的了解。相關人員也應對這一問題進行進一步研究，并要按照丙烯壓縮機工作原理與特點，制定出科學化的能耗管控方案，以便通過優化啟動過程、強化運行過程管控以及其他有效手段，完成對壓縮機能源能耗的控制，保證能源能夠在壓縮機中得到合理運用，切實降低設備運行成本，保證丙烯壓縮機可以朝向智能化、節能化方向發展，成功促進我國制冷行業的發展。

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